20万颗卫星加持，无支撑金属3D打印能否迎来应用热潮？
2025年12月29日，我国向国际电联一次性提交了20.3万颗低轨卫星频轨资源申请，引起广泛关注。这是否意味着未来我国将制造如此数量的卫星呢？这跟3D打印有没有关系？
2025年一项价值达4.5亿元的“梁溪星座”3D打印卫星制造项目或能说明答案，这是一个很可能爆发或者正在爆发的应用场景。如此体量，将会带动3D打印材料、设备、服务以及设计等多个环节的市场增长。
关于该应用场景，巧合的是在2026年1月，韩国航天企业Innospace公司宣布成功实现了Ti6Al4V钛合金压力容器的低悬垂无支撑3D打印。这几则消息让笔者产生了联想——卫星贮罐/贮箱一体化无/少支撑3D打印，或许能成为卫星大规模制造中的一个典型应用。
由Innospace 3D打印的燃料贮罐
3D打印卫星燃料贮罐
国内外应用案例
其实早在2018年左右，就有用户单位向笔者提出能否帮他们直接打印出封闭的燃料贮罐。但当时的技术确实没有办法实现，国内多数设备商在当时也实现不了。但国外却在无支撑金属打印方面喊得很凶，这也是后面几年该技术备受关注和快速发展的重要原因。
2023年1月，全球首批无支撑金属3D打印的封闭式燃料贮箱被送往太空。Velo3D公司为Launcher的Orbiter卫星运输工具制造了8个钛合金贮箱。这也意味着相关的技术储备，在2022年就已经完成。
我国首次实现3D打印卫星燃料贮箱在轨应用是在2024年3月。该贮箱由航天科技六院801所和航天科技八院800所共同研制，铂力特为该贮箱的生产提供了设备支持。
该贮箱采用铝合金一体化成型3D打印。据央视新闻报道，研发团队先后攻克了多项关键核心技术，不仅使所有组件均在贮箱上实现高度集成一体化安装，贮箱内部也通过3D打印流道实现了各组件间的连通，无需导管连接，研发周期大幅缩短，成本有效降低。
国内无支撑金属3D打印
燃料贮箱样例
需要指出的是，类似燃料贮箱这种带有管路的封闭结构，并不意味着一定要实现低悬垂角度的3D打印，也可以借助内部结构的优化设计来规避支撑。
但探索工艺极限，将不断推动3D打印技术向广阔的应用场景拓展。针对国内类似燃料贮箱的无支撑打印样例，笔者发现了三例。
➡️ 华曙高科无支撑3D打印燃料贮箱
华曙高科少支撑金属3D打印技术已实现大量应用的批量生产，典型应用包括燃料罐、闭式叶轮等，最大尺寸工件超过450mm。材料涵盖钛合金、高温合金、铝合金、不锈钢等。
在2024年的TCT亚洲展上，华曙高科就展示了无支撑3D打印的燃料贮罐。该公司表示，其采用自适应智能扫描策略，精准控制能量输入和零件局部热量，在保证零件致密性的前提下，成形能力相对于传统扫描技术明显提升。
借助该技术，华曙高科攻克了倒圆锥结构、水平圆孔等特殊结构成形难度大的技术难题，成功实现倒圆锥结构20°-25°倾斜角的无限高度成形，无支撑一体成形的水平圆孔最大可达Φ50mm。
➡️ 融速科技电弧无支撑3D打印燃料贮箱
融速科技是国内领先的金属送丝增材制造解决方案提供商，借助多轴运动可以实现无支撑金属3D打印。该公司在展会上曾展示了由电弧3D打印的316L不锈钢贮箱缩比件，以及电弧3D打印的17-4不锈钢大型航天液氧贮箱。这两项应用的展出，也标志着燃料贮箱的制造并不仅仅局限于激光粉末床熔融工艺。
融速科技电弧3D打印的贮箱缩比件
融速科技电弧3D打印的航天液氧贮箱
➡️ 易加三维展示无支撑3D打印球体
易加三维于2023年TCT亚洲展上首次公开展示了其自主研发的无支撑金属3D打印工艺，可打印AlSi10Mg、钛合金等常见材料。其展出的无支撑打印的铝合金地球仪球体尤为典型，该零件的尺寸为φ400×450mm，其结构特征预示着可以实现贮箱结构的无支撑打印。
规模化设备部署
支持批量3D打印交付
传统上的卫星燃料贮箱为满足长期在太空极端环境下使用，对材料和制造工艺都提出了严格要求。铝合金、钛合金和复合材料是主要的制造材料，在满足高强度的同时尽力保障轻量化。在制造工艺方面，笔者查询到，燃料贮箱常使用“分块成形+焊接”的方式，工序复杂，存在焊缝，影响可靠度合计精度。如果要以万为单位进行批量生产，可以想象工作量得有多大。
EOS 3D打印的无支撑燃料贮箱
EOS 3D打印的无支撑燃料贮箱上顶面
EOS 3D打印的无支撑燃料贮箱内部顶面
相比3D打印技术来说，后者可谓极大解放了生产力，直接导入模型文件就可以获得一个接近最终使用的“成品”，大大缩短了制造周期。同时，无论是基于结构设计避免内部添加支撑，还是基于无支撑工艺，使用几十、几百台3D打印机，可以在有限的时间内迅速交付大量产品，扩产极为灵活，由此可见3D打印技术的制造优势有多大。
航天产品在定型之后通常会稳定使用。但到目前为止，我国用户单位并没有明确表示过，基于无支撑3D打印工艺实现过卫星燃料贮箱的实际应用。而Velo在今年1月宣布在该领域再次取得应用进展，它与美国商业航天公司Momentus，成功研发出一款3D打印燃料箱，并将在后续开展飞行测试。我们也期待，在该领域我国取得更多进展！关于此，你有什么看法呢，欢迎留言讨论。
